建立旋转开断方式下触头间空间电荷分布的物理模型。基于Poisson方程,利用有限元分析法计算触头旋转不同角度时触头间电场分布,通过从触头间电场畸变范围、电场强度变化、以及空间电场强度极值等方面分析真空状态下开断过程中触头旋转运动对触头间电场的影响,并从微观角度说明触头间电场强度变化的原因。研究结果表明触头旋转运动有助于增加空间电荷分布区域,减小空间电荷对外加电场产生的畸变作用,降低空间电场极值。
通过激光阴影技术、激光补光高速摄影技术、栅片电压测量技术等数字化精密测量技术定量分析小型断路器短路分断过程中的起弧、弧根转移及栅片灭弧的电弧行为及参数。通过分析电弧运动行为,诊断出影响电弧运动的因素,进而提供精准的优化方案。以某型号YL小型断路器为例,先进行数字化精密测量电弧运动各项参数,然后通过诊断和分析,给出优化引弧角、扩大引弧板两种优化方案,通过改进优化使得小型断路器分断能力获得快速提升。结果表明,数字化精密测量技术能为小型断路器分断性能提升给出快速的精密诊断,具有重大的工程实践意义。
电触头作为低压断路器最核心的部件,在电路中承担着接通负载及分断电流的作用,其性能好坏直接影响着相关设备的使用寿命及安全性。理想的电触头应满足分断能力高、耐电弧能力强、抗熔焊性能好、温升低等要求。从电触头固定方式入手,结合低压断路器在设计认证过程中相关试验,分析触头焊接工艺对低压断路器性能的重要影响。同时,对低压断路器制造过程中触头焊接提出了合理化建议。
为精准预测电力信息网络安全态势,提出一种基于机器学习算法的电力信息网络安全态势感知方法,将感知问题抽象化,通过感知模型来表征感知结果。基于线性判别分析方法进行样本数据的预处理,优化样本数据以获取组合特征,找出最佳投影;然后将处理后的数据作为RBF神经网络训练输入,找出与网络态势值的映射关系,从而量化系统的安全态势。最后通过KDD Cup99数据集与电力信息网络的攻击数据进行仿真比较,验证所提方法在网络安全态势分析中的可靠性。
传统的负荷曲线聚类方法一般基于欧氏距离,但形态不同的曲线相对同一聚类中心间可以有相同的欧氏距离,因此基于欧氏距离的聚类方法无法准确对曲线进行形态分类。针对传统欧氏距离聚类方法的不足,提出一种基于曲线方差比较的自适应形态聚类算法,以负荷曲线与聚类中心各点差值的方差作为聚类依据,从而实现基于曲线形态的分类研究。分析了传统基于欧氏距离的曲线聚类的原理及不足,介绍了所提基于方差比较的形态聚类的基本原理及相应的聚类中心更新方法,并基于模拟算例以及实际算例对两种聚类方法的曲线形态分类性能进行了对比和分析,分析结果表明所提曲线聚类方法在形态聚类方面有更好的性能,验证其可行性和有效性。
为模拟电连接器的真实服役条件并获取各特性参数的退化数据,设计了一种电连接器特性参数原位分析系统。系统能够在模拟的温/湿度环境、微动环境下完成电连接器的机械插拔实验和连续通电实验。通过设计电连接器插拔模拟机械平台、多路信号测控电路及上位机软件,实现了接触电阻、插拔力、绝缘电阻等特性参数的原位测试。系统可用于电连接器失效现象复现和失效机理的研究。
航空航天等应用领域对接触器的振动等耐力学环境性能要求较高,对接触器振动指标优化设计进行研究,通过有限元仿真计算,得出接触器辅助触点组件结构中的薄弱点,并通过虚拟样机模拟明确改进方向及预期改善效果,为接触器振动指标优化设计提供理论依据。根据计算结果进行实际装样验证,接触器振动指标提升明显,充分论证了优化设计方法的有效性,优化后的产品性能提升明显,可满足使用需求。
小型断路器接线端子温升是产品开发设计中的主要性能,也是火灾防患的重要参数,对产品的实际使用有重要的影响。其中电流大小、导线类型和规格、接线框的结构设计、拧紧力矩等都是影响接线端子温升的重要因素。主要通过试验对比不同影响因素下的端子温升,获得一些重要结论。
微能源网能够提供冷、热、电等多类型能源,使多种能源的综合调度成为可能。从数量与质量两方面反映系统中不同能源的利用效率。为了提高能源利用率,基于以热力学第二定律为基础的理论,进行了全系统的整体性分析,建立了以效率最大为优化目标的微能源网调度模型,并利用算例验证了所提出的优化调度模型能准确地揭示能量的利用程度,实现能量评价指标从数量特征到品质特征的转变。
为了获得精确的光伏功率预测结果和量化其不确定性,提出了一种基于改进长短期记忆网络(LSTM)与高斯过程回归(GPR)的光伏功率预测方法。首先,为了减少需要优化的变量,对LSTM结构进行改进,随后将利用遗传算法得出的最优特征变量组合输入改进LSTM得到第一次点预测结果,然后将第一次点预测结果和实际值结合GPR得到最终具有概率意义的预测结果。最后以湖南竺家光伏电站为例进行仿真验证,仿真结果表明所提方法相较于其他方法能够在较短时间内获得高精度、预测区间合适、可靠性强的预测结果,能够同时兼顾准确性和可靠性,具有一定的实际工程指导意义。
提出了一种适用于孤岛直流微电网的自适应两阶段下垂控制方法。在下垂方程中增加时滞前馈环节,能够使直流微电网中各分布式电源满足等微增率运行,同时实现自适应的直流母线电压恢复,从而保障系统的安全经济运行。通过小干扰稳定分析不同控制参数对系统稳定性的影响,并针对无通信和分布式通信两种运行状态,提出了不同的即插即用策略,进一步提高系统的鲁棒性和可靠性。最后,仿真验证了自适应下垂控制方法的有效性。
针对大功率两电平电压源逆变器功率器件开关频率较低引发的问题,给出了一种输出频率低频段采用异步空间矢量脉宽调制(SVPWM)、中频段采用同步SVPWM和特定谐波消除脉宽调制(SHEPWM)的多模式脉宽调制策略。所提调制策略可以避免在低频时SHEPWM开关角存储量过大、中频时谐波电压含量较高的问题。采用电压矢量等效法实现了SHEPWM和SVPWM之间的平稳切换,采用电流谐波过零点的方法实现了SHEPWM不同载波比之间的平滑过渡。采用MATLAB/Simulink搭建仿真平台,验证了多模式脉宽调制策略的可行性。
储能功率变换器(PCS)的充放电切换控制、参数设计对优化储能系统性能及效率有着重大意义。针对目前储能PCS充放电切换存在无功功率大、电流畸变严重等问题,提出了基于单电流环解耦控制的线性软切换方法。首先建立了储能PCS的数学模型,并设计了单电流环的解耦控制框图。其次针对储能PCS充放电切换存在电流畸变及冲击问题进行分析,提出通过线性改变直轴电流指令来进行充放电软切换的控制策略,并设计了关键的硬件参数及软件程序框图。最后根据所设计参数搭建了1台12 kW双向储能PCS样机,通过实验验证了参数设计的正确性以及线性软切换控制策略的有效性。
为最大限度利用新能源场站自身的一次调频能力,研制了适用于新能源场站并网运行的快速功率控制装置。首先介绍了装置的功能,提出了硬件及软件设计方案,然后分析研究了快速功率控制策略流程。装置支持IEC 103、Modbus TCP等多种通信规约,对逆变器的毫秒级控制可采用UDP协议或GOOSE通信,实现对光伏场站的快速功率调节。装置集成场站AGC功能设计,能够接收调度AGC系统的调节指令。试验结果表明,装置测频精度高达0.001 Hz,整组动作时间小于60 ms,显著提高了新能源快速功率调节响应速度。
随着新能源及充电汽车的快速发展,可调负荷在电力系统中作用越来越明显,以储能、分布式光伏为主的可调资源参与台区配电削峰填谷时,需采集并网点、变压器、新能源及负荷的信息,进行高级策略执行,信息的采集需要增加计量装置、电缆铺设,造成成本增加。所研制的能源融合装置采用物联网技术,采用智能量测开关进行信息采集,同时通过LoRa技术进行信息的传输,满足有功及无功的优化控制,实现削峰填谷、无功补偿、新能源消纳、电动汽车有序充电等多种功能,实现就地化的边缘计算,并通过实验进行验证。
